JPS63167340A - 電磁駆動シヤツタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は、写真撮影用カメラなどに利用するところの
電磁駆動シャッタに関する。

「従来の技術」 電磁石の電磁力を利用して永久磁石を変位させ、この永
久磁石に連動させてシャッタ羽根を開閉するようにした
電磁駆動シャッタとして各種のものが知られているが、
いずれも一長一短であり、実用化には解決すべき問題点
を含んでいる。

そこで、本発明の発明者等によって第１図及び第２図に
示したところの新規な電磁駆動シャッタが開発された。

この電磁駆動シャッタに関する発明は、昭和６１年特許
願第１７８８２９号として既に特許出願しである。

次に、この新規な電磁駆動シャッタについて説明する。

第１図は永久磁石が第１回動位五でシャッタを閉成して
いる状態を、第２図は永久磁石が第２回動位置に変位し
シャッタが全開された状態を各々示している。

これらの図において、ｌは駆動レバーで、これは−刃側
のやや中程を地板に設けた支軸２に軸着し、左回動及び
右回動するようになしである。

このレバー１の一方腕１ａの先端面は支軸２を中心とす
る円形に沿って曲面形成し、また、この一方腕１ａには
レバー幅方向の両側にヨークｌａｌで連結した２つの永
久磁石３．４が固着しである。

なお、永久磁石３は図示右端をＮ極に、左端をＳ極に磁
化したもので、永久磁石４はそれとは反対に図示右端を
Ｓ極に、左端をＮ極に磁化しである。

駆動レバー１の他方腕１ｂにはシャッタ羽根５．６がピ
ン７．８をもって回動自在に連結してあり、また、この
レバー１の中程には調整ねじ９のねじ受部ＩＣが設けで
ある。

シャッタ羽根５．６はこれらに形成した長孔を重合させ
るようにして地板に設けた固定ピン１０に遊嵌してあっ
て、駆動レバー１の右回動に連動してシャッタ羽根５が
左旋回、シャンクはね６が右旋回し、これらの開口部５
ａ、６ａが第２図に示すようにアパーチャ１）を開放す
る。

上記調整ねじ９は地板に固定したねしホルダー１２に螺
着してあり、このねじ９によって駆動レバーｌの左回動
限界位置、すなわち、第１回動位１を予め調整する。

なお、駆動レバー１の右回動限界位置、すなわち、第２
回動位置は地板に設けたストッパービン１３によって定
める。

一方、１４は電磁石で、これはＥ形のコア１５とこのコ
アの中央脚に装備した電磁コイル１６とで構成してあり
、コア１５の各脚端面が駆動レバー１の支軸２を中心と
する円形に沿って曲面形成しである。

この電磁石１４はコア脚端面を駆動レバー１の一方腕先
端面に対接させるようにして地板に固定する。

次に、上記した電磁駆動シャッタの動作について説明す
る。

通常時にはシャッタが第１図に示す状態で閉成している
。この閉成状態では、電磁石１４が無給電となっており
、コア１５には帯磁されていない。

また、駆動レバー１に設けた永久磁石３．４のうち、永
久磁石３のＮ極がコア１５の一刃側外脚Ｏ脚端面に対し
僅かずれて対接し、永久磁石４のＳ極は同コア１５の他
方側外脚の脚端面から離れて中央脚Ｏ脚端面に接近して
いる。

上記状態では、永久磁石３のＮ極がコア１５の脚端面に
対して吸引力を及ぼし、このＮ極が脚端面に正対向する
ように働くため、駆動レバー１に弱い左回動力が作用し
ている。その結果、このレバー１が調整ねじ９に当接し
て機械的に安定している。

シャッタをレリーズする場合には、第３図（ａ）、（ｂ
）に示すように、電磁石１４を正パルス電流Ｐａで給電
し、続いて負パルス電流ｐｂで給電する。

なお、第３図（ｂ）において、Ｓｏはシャッタ羽根５．
６の静止位置、Ｓｌはシャッタ羽根５．６が開き始める
位置と閉じ始める位置、Ｓ２はシャッタ羽根５．６の全
開位置、ｌはシャッタ羽根５．６の助走距離（第１図上
の２１、ｊ’２）である。

電磁コイル１６に正パルス電流Ｐａが流れることによっ
て、コア１５の一方側外脚（図中上側）Ｏ脚端面と、他
方側外脚（図中下側）の脚端面とが共にＮ極に、中央脚
の脚端面がＳ極に各々帯磁されるように構成しである。

これより、正パルス電流Ｐａの給電により、永久磁石３
のＮ極が反発力を受け、永久磁石３のＳ極が中央脚のＳ
極によって反発されると共に他方側外脚のＮ極によって
吸引されるため、駆動レバー１に右回動の駆動トルクが
発生し、このレバー１が第１図の第１回動位置から第２
図に示す第２回動位置まで回動する。

駆動レバー１が第２回動位置に変位したときには、永久
磁石４のＳ極がコア１５の他方側外脚Ｏ脚端面に対して
僅かずれて対接し、永久磁石３のＮｉが一刃側外脚Ｏ脚
端面から離れ中央脚の脚端面に接近する。

また、正パルス電流Ｐａが電磁コイル１６を通過し、コ
ア１５の帯磁が消失した後は、永久磁石４のＳ極が脚端
面に正対向するように吸引力を及ぼすため、弱い右回動
力が駆動レバーｌに作用し、このレバー１がストッパー
ピン１３に突き当った状態で機械的に安定する。

駆動レバー１が上記したように回動すると、シャッタ羽
根５がピン７を介して駆動力を受け、固定ピン１０を中
心にして左旋回し、同様にシャンク羽根６がピン８を介
して駆動され、固定ピン１゜を中心に右旋回し、駆動レ
バー１が第２回動位置に達した段階で第２図に示すよう
にシャッタ全開となる。

シャフタ開口の状態で電磁石１４が負パルス電流ｐｂで
給電される。この場合、コア１５の各脚端面は上記に比
べて逆極性に帯磁され、駆動レバー１には左回動の駆動
トルクが発生する。これより、駆動レバーｌが第２図の
第２回動位置から第１図に示す第１回動位置に変位し、
負パルス電流ｐｂが電磁コイル１６を通過した後に永久
磁石３のＮ極による脚端面に対する吸引力によって機械
的に安定する。

シャッタ羽根５．６は駆動レバー１の上記した戻り回動
に連動され、上記とは逆方向に旋回し第１図に示すよう
にシャフタを閉成する。

「発明が解決しようとする問題点」 上記した電磁駆動シャッタは、永久磁石３．４が第１、
第２回動位置に変位することでシャッタ羽根５．６が閉
成または開口状態で機械的に安定し、電磁石１４をパル
ス電流で給電し、永久磁石を第１回動位置から第２回動
位置へ、また、この逆に回動してシャッタ制御する構成
であるから、シャッタ制御によって消費される電力量が
少なく、その上、部品点数が極めて少ない構成簡単なも
のとなり、ローコストで生産できる電磁駆動シャッタと
なる。

ただ、この電磁駆動シャッタは、シャッタ羽根５．６の
速度が早く、シャッタの開口特性が第３図のＡ曲線のよ
うに急進となるため、高輝度側での精度が低いという問
題がある。特に、この種のシャフタはシャッタ羽根５．
６の当初の動きが遅く、開き始め位置Ｓｌと全開位置Ｓ
２との間では加速が加わって動作速度が高（なる。

高輝度領域でのシャッタ制御は、第４図（ａ）、（ｂ）
に示す如く、正パルス電流Ｐａに続いて負パルス電流Ｐ
ｂを電磁石１４に供給し、シャッタ羽根５．６が全開に
達する前に閉動作するように制御するが、この場合、シ
ャッタ開口特性への立ち上がりが急になる程、シャッタ
羽根５．６の動きが被写体輝度の変化に追随しなくなる
。これはシャッタ羽根５．６の動きの遅れが影響するた
めで、露出値が被写体輝度の変化に対して正確に対応し
なくなる。

例えば、第４図に示すように、正パルス電流Ｐａに続い
て負パルス電流ｐｂを供給したときのシャッタ特性はＢ
、正パルス電流Ｐａに続いて負パルス電流Ｐｂｌを供給
したときのシャッタ特性はＢ。

となるはずであるが、これはシャッタ羽根５．６が理想
的に動作した場合であって、実際にはシャッタ特性Ｂ、
Ｂｌの違いは明確に区別できない。

上記の問題を解決するため、駆動レバー１或いはシャッ
タ羽根５．６に機械的なガバナーやその他の負荷を負わ
せシャッタ開口特性Ａの立ち上がりを緩かにすることが
考えられるが、しかし、このように構成したのでは、部
品点数が増加するばかりでなく、このような部品の組み
込みスペースが必要となり、また、コスト高の電磁駆動
シャッタとなって不利である。

［問題点を解決するための手段」 本発明は上記した問題点にかんがみ、シャッタ開口特性
を電気的手段によって任意に調整することができる電磁
駆動シャッタを開発することを目的とする。

しかして、本発明では、第１位置と第２位置との間で変
位するように設けた永久磁石と、第１位置でこの永久磁
石の一方の磁極が接近する一方側のコア端部と第２位置
でその他方の磁極が接近する他方側のコア端部との少な
くとも２つのコア端部を有する電磁石と、上記永久磁石
の第１位置から第２位置への変位で開口し、第２位置か
ら第１位置への変位で閉成するように、この永久磁石の
変位に連動させたシャッタとを備え、上記永久磁石に対
し第１位置から第２位置に向かう駆動力を与える複数の
正負パルスからなる第１パルス電流及び第２位置から第
１位置に向かう駆動力を与える正パルスまたは負パルス
からなる第２パルス電流をもって上記電磁石を給電する
構成としたことを特徴とする電磁駆動シャッタを提案す
る。

「作用」 上記した本発明では、電磁石が複数の正負パルスからな
る第１パルス電流によって給電され、永久磁石が第１位
置から第２位置に向かう駆動力を受はシャッタを開口さ
せる。

永久磁石に対してその動きの始めに第１位置から第２位
置に向かう駆動力を与えれば、その後はこの永久磁石や
シャッタなどの慣性によってシャッタが開口するように
進むから、シャフタが開口動作し始めた後は電磁石を正
負パルスで給電することによってシャッタ開口特性の立
ち上がりが緩かとなり、高輝度領域の被写体の明るさ変
化に充分に追随するシャッタとなる。

なお、第１パルス電流を形成する複数の正負パルスは、
正負いずれか一方極性のパルスに比較して他方極性のパ
ルスのパルス幅を多少縮小させて、永久磁石に第１位置
から第２位置に向かう駆動トルクを与える構成とするこ
とが好ましい。

「実施例」 次に本発明の実施例について図面にそって説明する。

第５図（ａ）は上記した従来例の電磁石１４を給電する
第１パルス電流Ｐａと第２パルス電流ｐｂとを示すタイ
ムチャートで、第５図（ｂ）は上記パルス電流Ｐａ、Ｐ
ｂの給電によって開閉制御されたシャッタ羽根５．６の
動きを示す第３図（ｂ）同様の特性図である。

図示する如く、本実施例では第１パルス電流Ｐａが、パ
ルス幅の広い正パルスの第１パルスＰａｌと、これに続
くパルス幅の狭い複数の正負パルスから形成しである。

電磁石１４を上記した第１パルス電流Ｐａで給電した場
合、第１回動位置で静止していた永久磁石３．４が第１
パルスＰａｌによる給電によって第２回動位置に向かっ
て一時的に駆動され、この駆動によりシャッタ羽根５．
６がシャッタを開く方向に向かって動き始める。

そして、第２、第３・・・・・第ｎと続く正負パルスが
引き続き電磁石１４に供給され、永久磁石３．４には、
第２回動位置に押し進める駆動力と第１回動位置に押し
戻す駆動力とが交互に早い周期で加わる。

この結果、第２、第３・・・第ｎの高速パルスは永久磁
石３．４に一方向の駆動トルクを与えず、これら永久磁
石３．４０回動を安定化させるように働く。

上記のようにして、永久磁石３．４が第１パルスＰａｌ
によって駆動され第１図から第２図に示す第２回動位置
に変位し、シャッタ羽根５．６が第５図（ｂ）に示すよ
うな立ち上がりの緩やかな開口特性Ａで全開となる。

第２パルス電流ｐｂは被写体の明るさに応じて電磁石１
４に供給され、この供給によってシャッタ羽根５．６を
閉動作させるが、この閉動作は上記した従来例と同じで
ある。

第６図は高輝度領域でのシャッタ羽根５．６の動きを示
している。この図から分かる如く、シャッタ羽根５．６
が動き始めてから、所定のシャフタ開口値に達するまで
の時間が延びるので、被写体の明るさ変化に対してシャ
ッタ羽根５．６の動きを充分にカバーすることができ、
高輝度領域での明るさ変化に対して高い分解能の露出値
を得る。

なお、第６図上のＣは第２パルス電流ｐｂを供給したと
きのシャッタ特性、Ｃ１は第２パルス電流Ｐｂ１を供給
したときのシャッタ特性を示している。

これより、シャッタ羽根５．６を絞りに兼用したプログ
ラムシャッタなどとして使用すれば高輝度領域で有利と
なる。

第１パルス電流Ｐａは、高速パルス（第２、第３、・・
・・・第ｎパルス）の正パルスに比べて負パルスのパル
ス幅を多少狭く形成し、永久磁石３．４を第１パルスＰ
ａｌで駆動した後においても、多少の駆動トルクでこれ
ら永久磁石３．４が第２回動位置に押し進められるよう
にすることが好ましい。

第７図はこのように実施した第１パルス電流Ｐａを示す
具体例について示したものである。

この具体例では、第１パルス電流ｐａｌの幅Ｔｌは５ミ
リ秒、各負パルスＰａ２、Ｐａ４、Ｐａ６、ＰａＢ・・
・・の幅Ｔ２は０．９ミリ秒、各正パルスＰａ３、Ｐａ
５、ｐａ７、Ｐａ９−の幅Ｔ３は１ミリ秒に定めである
。また、正パルスから負パルスに、この逆に負パルスか
ら正パルスに高速に変えるため、電磁石１４の電磁コイ
ル１６に大きな逆起電力が発生するため、正パルスから
負パルスに、また、負パルスから正パルスに移る時に一
旦アースに短絡し、上記逆起電力の発生を防止するため
、アース短絡時間Ｔｘ（０，１ミリ秒）が各正負パルス
間に設けである。

第８図は本発明を実施するための電気回路系の一例を示
すブロックで、１７はマイクロコンピュータ、１８はイ
ンバータ、１９はドライバー、２０は上記した電磁駆動
シャッタである。

マイクロコンピュータ１７は測光信号などに応動して上
記した第１パルス電流Ｐａと第２パルス電流Ｐｂとを出
力し、インバータ１８によりこれら第１、第２パルス電
流Ｐ　ａ　％　Ｐ　ｂが波形整形やレベル調整などの処
理が行なわれる。

そして、上記第１パルス電流Ｐａと第２パルス電流ｐｂ
とを入力したドライバー１９が第１パルス電流Ｐａにし
たがいシャッタを開口し、第２パルス電流ｐｂにしたが
ってシャッタを閉成するように制御する。

第９図及び第１０図は電磁駆動シャッタ機構の他の例を
示す簡略図である。

このシャッタの電磁機構は、永久磁石２４を挟んで２つ
の電磁石２５．２６を対向配置し、永久磁石２４に駆動
レバー２７を固着して構成しである。

なお、２８．２９はＵ字形のコア、３０，３１は電磁コ
イル、３２は永久磁石２４の支軸で、その他は第１図及
び第２図に示すものと同じである。

この電磁駆動機構は、通常時には永久磁石２４の磁極面
が第９図に示すようにコア２８．２９各々の一方の脚端
面と僅かずれた状態で安定し、第１回動位置を保ってい
る。電磁石２５．２６が複数の正負パルスからなる第１
パルス、電流Ｐａで同時に給電されると、永久磁石２４
が第１０図に示す第２回動位置まで回動する。

また、永久磁石２４が第１０図に示す回動位置にあると
き、電磁石２５．２６を第２パルス電流ｐｂで同時に給
電すると、永久磁石２４が第１回動位置に向かって回動
じ、第９図の状態に戻る。

その他は、上記した実施例同様である。

上記した実施例より分かるように、本発明は以下のよう
に実施して有利である。

（１）　　第１パルス電流Ｐａの正方向パルスと負方向
パルスとにパルス幅差を設け、また、正負パルス数を増
減することによって、シャッタの開口特性を電気的な手
段によって定めることができるので、高輝度領域での被
写体の明るさ変化に対してシャッタ動作を正しく追随さ
せることができる。

（２）第１パルス電流Ｐａの第１パルスＰａｌの幅を変
えることによって、シャフタ羽根５．６の助走時間を増
減できるので、シャッタの微調整が容易となる。

（３）第１パルス電流Ｐａを形成する正負パルスの数を
カウントして高速シャッタ制御することができる。

（４）第１パルス電流Ｐａの正方向パルスと負方向パル
スとのパルス幅に差を設ければ、第１パルスｐａ１のパ
ルス幅を必ずしも大きくしなくともよい。

（５）第１パルス電流Ｐａのパルスをカウントすること
により、閃光放電発光器のトリガー信号を得ることがで
きる。

（６）機械的なガバナーや上記トリガー信号を出力する
ためのフォトインクラブタなどを必要としないので、設
計の自由度が大きくなると共にコストの低廉化が期待で
きる。

（７）第７図に示したアース短絡時間Ｔｘは０．１ミリ
秒〜０．２ミリ秒程度とし正負パルスの切換りによる逆
起電力を防止することが好ましいが、この逆起電力は他
の公知の方法で吸収する構成としてもよい。

「発明の効果」 上記した通り、本発明では複数の正負パルスからなる第
１パルス電流をもって電磁石を給電してシャッタを開口
動作させる構成としたことから、適当なシャッタ開口特
性が電気的な手段によって定まる。

このことから、機械的なガバナーなどを設ける必要がな
く、高輝度領域の被写体の明るさ変化に対して精度高く
追随するシャッタ制御が可能になると共に、部品点数が
少なく、組み込みスペースの省約化に有利なローコスト
の電磁駆動シャッタを得る。

【図面の簡単な説明】 第１図及び第２図は従来例として示した電磁駆動シャッ
タの簡略図で、第１図はシャッタ閉成状態を、第２図は
シャッタ開口状態を各々示し、第３図（ａ）、（ｂ）は
上記シャッタの電磁石を給電するパルス電流のタイムチ
ャートとシャフタ特性とを示す図、第４図（ａ）、（ｂ
）は高輝度領域における上記パルス電流とシャ、り特性
とを示す図、第５図（ａ）は本発明の実施例を示す第１
パルス電流と第２パルス電流とのタイムチャート、第５
図（ｂ）は上記第１）第２パルス電流によって制御され
た電磁駆動シャッタのシャッタ特性を示す図、第６図（
ａ）、（ｂ）は高輝度領域における上記第１パルス電流
と第２パルス電流のタイムチャートとシャッタ特性を示
す図、第７図は上記第１パルス電流の具体例を示すタイ
ムチャート、第８図は本発明を実施するための電気回路
系の一例を示すブロック図、第９図及び第１０図は本発
明を実施するための電磁駆動シャッタの他の例を示す電
磁駆動機構の簡略図である。 １・・・駆動レバー ３．４・・・永久磁石 ５．６・・・シャッタ羽根 １４・・・電磁石 ２４・・・永久磁石 ２５．２６・・・電磁石 ２７・・・駆動レバー Ｐａ・・・第１パルス電流 ｐｂ・・・第２パルス電流 第３図 第４図 図面の浄書 ＣＧ） 第７ＦＩＩＪ 第８図 ］２　　ソ　　〜Ｊ 手　　続　　補　　正　　書（方式） ％式％ １、事件の表示　　昭和６１年特許願第３１２９３５も
２、発明の名称　　電磁駆動シャッタ ３、　？ｌＩｉ正をする者 事件との関係　　　　特許出願人 京都府京都市山科区東野北井ノ上町５番地の２（６６３
）京セラ株式会社 代表者　安城欽寿 ４、代理人 東京都千代田区飯田橋二丁目１番４号 九段セントラルビル　４０１号

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）第１位置と第２位置との間で変位するように設け
   た永久磁石と、第１位置でこの永久磁石の一方の磁極が
   接近する一方側のコア端部と第２位置でその他方の磁極
   が接近する他方側のコア端部との少なくとも２つのコア
   端部を有する電磁石と、上記永久磁石の第１位置から第
   ２位置への変位で開口し、第２位置から第１位置への変
   位で閉成するように、この永久磁石の変位に連動させた
   シャッタとを備え、上記永久磁石に対し第１位置から第
   ２位置に向かう駆動力を与える複数の正負パルスからな
   る第１パルス電流及び第２位置から第１位置に向かう駆
   動力を与える正パルスまたは負パルスからなる第２パル
   ス電流をもって上記電磁石を給電する構成としたことを
   特徴とする電磁駆動シャッタ。
2. （２）第１パルスのパルス幅に比較してこれに続く第２
   、第３・・・第ｎパルスのパルス幅を縮小させた複数の
   正負パルスからなる第１パルス電流を上記電磁石に供給
   する構成とした特許請求の範囲第（１）項記載の電磁駆
   動シャッタ。
3. （３）永久磁石を第１位置から第２位置に駆動する正負
   いずれか一方極性のパルスに比較して他方極性のパルス
   のパルス幅を縮小させた複数の正負パルスからなる上記
   第１パルス電流を上記電磁石に供給する構成とした特許
   請求の範囲第（１）項記載の電磁駆動シャッタ。
4. （４）上記第１パルス電流のパルス数を増減し、シャッ
   タ開動作の始点と終点との間の時間を定める構成とした
   特許請求の範囲第（１）項記載の電磁駆動シャッタ。
5. （５）シャッタ開動作過程で第１パルス電流の供給を中
   断し、第１パルス電流を形成する正負パルスに続いて第
   ２パルス電流を上記電磁石に供給し、シャッタが全開に
   達する以前に閉動作する構成とした特許請求の範囲第（
   １）項記載の電磁駆動シャッタ。
6. （６）第１パルス電流を形成する複数の正負パルスのパ
   ルス幅を変えてシャッタ開動作特性を定める構成とした
   特許請求の範囲第（１）項記載の電磁駆動シャッタ。